首先,我们需要明确二氧化碳分子的基本组成。每个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成,总共有6个价电子来自碳原子,而每个氧原子贡献6个价电子,因此每个二氧化碳分子共有18个价电子。
当二氧化碳形成晶体时,这些分子通过范德华力相互作用排列在一起。尽管在这种状态下,分子的整体电子构型保持不变,但我们需要计算的是整个晶体体系内的电子对数。
根据化学键理论,一个共价键包含一对共享电子。在二氧化碳分子中,碳原子与每个氧原子之间各有一个双键,这意味着每个二氧化碳分子中有4对共享电子。因此,单个二氧化碳分子内共有4对电子。
接下来,考虑1摩尔的二氧化碳晶体。1摩尔任何物质都包含阿伏伽德罗常数(约6.022×10²³)个粒子。因此,在1摩尔二氧化碳晶体中,存在6.022×10²³个二氧化碳分子。
由此可得,1摩尔二氧化碳晶体中的电子对总数为:
\[ 6.022 \times 10^{23} \text{ 分子 } \times 4 \text{ 对/分子 } = 2.409 \times 10^{24} \text{ 对电子 } \]
综上所述,1摩尔二氧化碳晶体中含有大约 \( 2.409 \times 10^{24} \) 对电子。这一结果不仅揭示了二氧化碳晶体的基本电子特性,也为进一步研究其物理化学行为提供了基础数据支持。